I cetrioli di mare potrebbero essere la chiave per fermare la diffusione del cancro? / Could Sea Cucumbers Be Key to Stopping Cancer Spread?

I cetrioli di mare potrebbero essere la chiave per fermare la diffusione del cancro? / Could Sea Cucumbers Be Key to Stopping Cancer Spread?

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

Un composto zuccherino presente nei cetrioli di mare può bloccare efficacemente il Sulf-2, un enzima che svolge un ruolo importante nella crescita del cancro.

I cetrioli di mare sono i custodi dell'oceano, pulendo i fondali e riciclando i nutrienti restituendoli all'acqua. Ma questo umile invertebrato marino potrebbe anche essere la chiave per fermare la diffusione del cancro.

Secondo uno  studio condotto  dall'Università del Mississippi e pubblicato su Glycobiology, un composto zuccherino presente nei cetrioli di mare può bloccare efficacemente il Sulf-2, un enzima che svolge un ruolo importante nella crescita del cancro.

"La vita marina produce composti con strutture uniche che spesso sono rare o non si trovano nei vertebrati terrestri", ha affermato Marwa Farrag, dottoranda al quarto anno presso il  Dipartimento di scienze biomolecolari dell'Università del Michigan .

"E quindi, i composti zuccherini presenti nei cetrioli di mare sono unici. Non sono comuni in altri organismi. Ecco perché vale la pena studiarli."

Farrag, originario di Assiut, in Egitto, e autore principale dello studio, ha collaborato al progetto con un gruppo di ricercatori dell'Ole Miss e  della Georgetown University.

Le cellule umane, e quelle della maggior parte dei mammiferi, sono ricoperte da minuscole strutture simili a peli chiamate glicani, che contribuiscono alla comunicazione cellulare, alla risposta immunitaria ed al riconoscimento di minacce come i patogeni. Le cellule tumorali alterano l'espressione di alcuni enzimi, tra cui Sulf-2, che a sua volta modifica la struttura dei glicani. Questa modifica favorisce la diffusione del cancro.

"Le cellule del nostro corpo sono essenzialmente ricoperte da 'foreste' di glicani", ha affermato Vitor Pomin, professore associato di farmacognosia. "E gli enzimi modificano la funzione di questa foresta, in pratica ne potano le foglie".

"Se riusciamo ad inibire quell'enzima, teoricamente stiamo combattendo la diffusione del cancro."

Utilizzando sia la modellazione al computer che test di laboratorio, il gruppo di ricerca ha scoperto che lo zucchero (condroitina solfato fucosilata) estratto dal cetriolo di mare  Holothuria floridana  può inibire efficacemente Sulf-2.

"Siamo stati in grado di confrontare i risultati ottenuti sperimentalmente con quelli previsti dalla simulazione, ed i risultati sono risultati coerenti", ha affermato Robert Doerksen, professore di chimica farmaceutica. "Questo ci dà maggiore fiducia nei risultati."

A differenza di altri farmaci regolatori del Sulf-2, il composto del cetriolo di mare non interferisce con la coagulazione del sangue, ha affermato Joshua Sharp, professore associato di farmacologia presso l'Università del Michigan.

"Come potete immaginare, se si cura un paziente con una molecola che inibisce la coagulazione del sangue, uno degli effetti avversi più devastanti è il sanguinamento incontrollato", ha affermato. "Quindi, è molto promettente che questa particolare molecola con cui stiamo lavorando non abbia questo effetto."

Come terapia contro il cancro di origine marina, il composto del cetriolo di mare potrebbe essere più facile da creare e più sicuro da usare.

"Usiamo alcuni di questi farmaci da 100 anni, ma li stiamo ancora isolando dai maiali perché sintetizzarli chimicamente sarebbe molto, molto difficile e molto costoso", ha detto Sharp. "Ecco perché una fonte naturale è davvero la via preferibile per ottenere questi farmaci a base di carboidrati".

A differenza dell'estrazione di farmaci a base di carboidrati dai maiali o da altri mammiferi terrestri, l'estrazione del composto dai cetrioli di mare non comporta il rischio di trasmettere virus ed altri agenti nocivi, ha affermato Pomin.

"È una risorsa più utile e pulita", ha affermato. "L'ambiente marino offre molti vantaggi rispetto alle fonti più tradizionali."

Ma i cetrioli di mare – alcune varianti dei quali sono una prelibatezza culinaria nella zona del Pacifico – non sono così abbondanti da permettere agli scienziati di raccoglierne una quantità sufficiente a creare una linea di farmaci. Il prossimo passo della ricerca è trovare un modo per sintetizzare il composto zuccherino per futuri test.

"Uno dei problemi nello sviluppo di questo farmaco sarebbe la bassa resa, perché non si possono ottenere tonnellate e tonnellate di cetrioli di mare", ha detto Pomin. "Quindi, dobbiamo trovare una via chimica ed, una volta sviluppata, potremo iniziare ad applicarla ai modelli animali."

La natura interdisciplinare dello studio scientifico, a cui hanno partecipato ricercatori di chimica, farmacognosia e biologia computazionale, ha sottolineato l'importanza della collaborazione interdisciplinare nell'affrontare malattie complesse come il cancro, ha affermato Pomin.

"Questa ricerca ha richiesto molteplici competenze: spettrometria di massa, biochimica, inibizione enzimatica, computazione", ha detto Pomin. "È il frutto dello sforzo di tutto il gruppo."

ENGLISH

A sugar compound found in sea cucumbers can effectively block Sulf-2, an enzyme that plays a major role in cancer growth.

Sea cucumbers are the ocean's janitors, cleaning the seabed and recycling nutrients back into the water. But this humble marine invertebrate could also hold the key to stopping the spread of cancer.

A sugar compound found in sea cucumbers can effectively block Sulf-2, an enzyme that plays a major role in cancer growth, according to a University of Mississippi-led study published in Glycobiology.

"Marine life produces compounds with unique structures that are often rare or not found in terrestrial vertebrates," said Marwa Farrag, a fourth-year doctoral candidate in the UM Department of BioMolecular Sciences.

"And so, the sugar compounds in sea cucumbers are unique. They aren't commonly seen in other organisms. That's why they're worth studying."

Farrag, a native of Assiut, Egypt, and the study's lead author, worked with a team of researchers from Ole Miss and Georgetown University on the project.

Human cells, and those of most mammals, are covered in tiny, hairlike structures called glycans that help with cell communication, immune responses and the recognition of threats such as pathogens. Cancer cells alter the expression of certain enzymes, including Sulf-2, which in turn modifies the structure of glycans. This modification helps cancer spread.

"The cells in our body are essentially covered in 'forests' of glycans," said Vitor Pomin, associate professor of pharmacognosy. "And enzymes change the function of this forest – essentially prunes the leaves of that forest.

"If we can inhibit that enzyme, theoretically, we are fighting against the spread of cancer."

Using both computer modeling and laboratory testing, the research team found that the sugar–fucosylated chondroitin sulfate – from the sea cucumber Holothuria floridana can effectively inhibit Sulf-2.

"We were able to compare what we generated experimentally with what the simulation predicted, and they were consistent," said Robert Doerksen, professor of medicinal chemistry. "That gives us more confidence in the results."

Unlike other Sulf-2 regulating medications, the sea cucumber compound does not interfere with blood clotting, said Joshua Sharp, UM associate professor of pharmacology.

"As you can imagine, if you are treating a patient with a molecule that inhibits blood coagulation, then one of the adverse effects that can be pretty devastating is uncontrolled bleeding," he said. "So, it's very promising that this particular molecule that we're working with doesn't have that effect."

As a marine-based cancer therapy, the sea cucumber compound may be easier to create and safer to use.

"Some of these drugs we have been using for 100 years, but we're still isolating them from pigs because chemically synthesizing it would be very, very difficult and very expensive," Sharp said. "That's why a natural source is really a preferred way to get at these carbohydrate-based drugs."

Unlike extracting carbohydrate-based drugs from pigs or other land mammals, extracting the compound from sea cucumbers does not carry a risk of transferring viruses and other harmful agents, Pomin said.

"It's a more beneficial and cleaner resource," he said. "The marine environment has many advantages compared to more traditional sources."

But sea cucumbers – some variants of which are a culinary delicacy in the Pacific Rim – aren't so readily abundant that scientists could go out and harvest enough to create a line of medication. The next step in the research is to find a way to synthesize the sugar compound for future testing.

"One of the problems in developing this as a drug would be the low yield because you can't get tons and tons of sea cucumbers," Pomin said. "So, we have to have a chemical route, and when we've developed that, we can begin applying this to animal models."

The interdisciplinary nature of the scientific study, which featured researchers from chemistry, pharmacognosy and computational biology, underscored the importance of cross-disciplinary collaboration in tackling complex diseases like cancer, Pomin said.

"This research took multiple expertise: mass spectrometry, biochemistry, enzyme inhibition, computation," Pomin said. "It's the effort of the whole team."

Da:

https://www.technologynetworks.com/cancer-research/news/could-sea-cucumbers-be-key-to-stopping-cancer-spread-400909?utm_campaign=NEWSLETTER_TN_Breaking%20Science%20News&utm_medium=email&_hsenc=p2ANqtz-9STqS7v8Rcl9seYtVyAfmftQ5IIU5qcVAG58d9QEXQDtMur8U-yyX4uUIplsb8CU8XHg8Ln4qfTX_fbeXTYJ0L-eRatrcAr-TNhlUVno47JrHEcoE&_hsmi=366396494&utm_content=366396494&utm_source=hs_email