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I composti dell'oliva mirano ai percorsi del cancro al colon

La ricerca mostra che i composti dell'olio d'oliva potrebbero inibire il cancro al colon attraverso la tankyrase-1.

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Il Cancro al colon è un serio problema di salute in tutto il mondo. È il terzo tipo di cancro più comune e causa molte morti. Solo nel 2020 ci sono stati circa 1,9 milioni di nuovi casi e oltre 900.000 morti collegate a questa malattia. L'impatto del cancro al colon non è limitato a pochi paesi; colpisce persone a livello globale. Fattori come genetica, cambiamenti nello stile di vita, dieta povera, mancanza di esercizio, fumo e alcol contribuiscono anche all'aumento dei casi.

Sfide nel trattamento

Trattare il cancro al colon è una sfida. I trattamenti tradizionali come la chirurgia e la chemioterapia possono avere effetti collaterali severi. Ci sono trattamenti mirati più recenti, come farmaci che agiscono contro proteine specifiche coinvolte nella malattia, ma possono essere molto costosi e non disponibili per tutti i pazienti. Questo ha portato alla necessità di trovare nuovi bersagli terapeutici nel cancro al colon.

Il ruolo delle vie di segnalazione

Un'area di interesse sono le vie di segnalazione nelle cellule. Queste vie sono fondamentali per varie funzioni cellulari e le loro interruzioni possono portare a malattie come il cancro al colon. Le vie più importanti coinvolte nel cancro al colon includono Wnt/β-Catenina, EGFR/MAPK e PI3K/AKT. La via Wnt/β-catenina, in particolare, gioca un ruolo chiave nella crescita e nella sopravvivenza delle cellule tumorali.

Targeting della via Wnt/β-Catenina

Nel cancro al colon, l'attenzione si concentra ora sulle tankyrasi, che sono proteine che influenzano la via Wnt/β-catenina. Le tankyrasi aiutano a regolare la degradazione di alcune proteine che controllano questa via. Se l'attività delle tankyrasi è alta, può portare all'accumulo di β-catenina, scatenando segnali che promuovono il cancro. Inibendo le tankyrasi, è possibile controllare l'attività della via Wnt/β-catenina e potenzialmente prevenire o rallentare lo sviluppo del cancro al colon.

L'albero d'olivo e i suoi benefici

L'albero d'olivo, noto per i suoi benefici per la salute, contiene molti composti attivi, specialmente Composti Fenolici. Le ricerche mostrano che la dieta mediterranea, che include l'olio d'oliva, potrebbe aiutare a prevenire il cancro al colon. I composti fenolici dell'olio d'oliva si ritiene abbiano proprietà anti-cancro, ma le loro interazioni esatte con le vie di segnalazione nel cancro devono ancora essere completamente comprese. Questo studio mira a esplorare come questi composti dell'olivo possano influenzare la via Wnt/β-catenina e vedere se possono essere efficaci nel bloccare l'attività delle tankyrasi.

Analisi genetica delle tankyrasi

Per capire il ruolo delle tankyrasi nel cancro al colon, è stata effettuata un'analisi genetica utilizzando database che archiviano i dati dei pazienti. I risultati hanno mostrato che il gene tankyrase-1 è spesso alterato nei pazienti con cancro al colon. Lo studio ha controllato più set di dati e ha trovato che circa il 9% al 12% dei pazienti aveva mutazioni o cambiamenti nel numero di copie del gene tankyrase-1. I livelli di espressione di tankyrase-1 erano generalmente alti nei tessuti cancerosi del colon, suggerendo che gioca un ruolo significativo nella malattia.

Screening di farmaci da composti d'oliva

Per trovare potenziali candidati per farmaci dall'olivo, sono stati identificati un totale di 118 composti dalla pianta d'olivo. Questi composti sono stati scremati per la loro capacità di seguire certi criteri che indicano buone proprietà da farmaco. Dopo lo screening, 18 composti sono stati selezionati per ulteriori analisi. Tra questi, alcuni sono stati identificati come a bassa tossicità, rendendoli adatti per potenziale sviluppo di farmaci.

Studi di docking molecolare

Sono stati eseguiti studi di docking molecolare per valutare quanto bene i composti d'oliva selezionati interagiscono con la tankyrase-1. Questo implica prevedere come i composti si legano alla proteina tankyrase-1. I risultati hanno mostrato che molti di questi composti avevano una migliore affinità di legame rispetto all'inibitore di tankyrasi conosciuto. I primi cinque composti in base ai loro punteggi di legame sono stati selezionati per ulteriori valutazioni.

Validazione delle interazioni

Per confermare le interazioni tra i composti d'oliva e la tankyrase-1, sono state eseguite simulazioni di dinamica molecolare. Questo metodo aiuta a osservare come i composti si comportano nel tempo quando legati alla proteina. I risultati della simulazione hanno indicato che i composti formavano interazioni stabili con la tankyrase-1, rafforzando i risultati degli studi di docking.

Effetti citotossici sulle cellule di cancro al colon

I primi tre composti sono stati poi testati per la loro capacità di uccidere le cellule di cancro al colon in laboratorio. Ogni composto ha mostrato una riduzione della vitalità cellulare in relazione alla dose, il che significa che maggiore era la dose, più efficace era nell'uccidere le cellule tumorali. La combinazione di tutti e tre i composti ha mostrato anche un'efficacia aumentata, indicando che possono potenzialmente funzionare meglio insieme.

Riduzione della formazione di colonie

Oltre ad uccidere le cellule tumorali, i composti sono stati valutati per la loro capacità di prevenire la formazione di colonie. Quando trattate con questi composti, le cellule di cancro al colon hanno mostrato una significativa riduzione nella capacità di formare colonie, indicando che i composti non solo uccidono le cellule ma fermano anche la loro crescita e moltiplicazione.

Induzione dell'Apoptosi

I meccanismi di come questi composti inducano la morte cellulare sono stati ulteriormente esplorati. Lo studio ha trovato che i composti d'olivo portano ad apoptosi, un processo di morte cellulare programmata. Diverse tecniche di colorazione hanno mostrato cambiamenti nell'aspetto delle cellule che sono caratteristici delle cellule in apoptosi.

Effetto sull'espressione genica

Lo studio ha anche esaminato come questi composti influenzano l'espressione di geni legati alla via Wnt/β-catenina. I geni chiave coinvolti nella promozione della crescita cellulare e della sopravvivenza sono stati trovati downregulated dopo il trattamento con i composti d'olivo. Questo indica che i composti possono colpire efficacemente la via di segnalazione Wnt/β-catenina attraverso l'inibizione delle tankyrasi.

Impatto sulla formazione di sfere

Quando coltivate in un ambiente tridimensionale che simula le condizioni tumorali, le cellule di cancro al colon trattate con composti d'oliva hanno mostrato una crescita inhibita delle sfere, che sono gruppi di cellule tumorali. Questo conferma ulteriormente il potenziale anti-cancro di questi composti in un contesto più realistico.

Conclusione

Questo studio evidenzia il promettente ruolo della tankyrase-1 come bersaglio nel trattamento del cancro al colon. I composti fenolici dell'olivo, in particolare apigenina, luteolina e quercetina, mostrano potenzialità come agenti efficaci contro il cancro al colon interferendo con la tankyrase-1 e la segnalazione Wnt/β-catenina. Integrare questi composti nelle terapie potrebbe offrire risultati migliori per i pazienti con cancro al colon, specialmente se usati in combinazione. Sono necessarie ulteriori ricerche per esplorare il loro pieno potenziale e sviluppare approcci terapeutici pratici.

Fonte originale

Titolo: Olive phenolic compounds, potent tankyrase 1 inhibitor exhibit anti colon cancer effects by blocking Wnt/β-catenin pathway

Estratto: Colon cancer (CC) needs special attention to develop novel targets and therapeutic approaches, as the total number of morbidity and mortality is growing rapidly. Although Olive has been long reported for its anti-CC activities but the mode is not completely understood yet. Here, we targeted tankysare 1 (TNKS), an important mediator of the Wnt/{beta}-catenin pathway, crucial in colon carcinogenesis. Bioinformatics analysis revealed that the mutation and copy number alterations of TNKS is found to be 12% whereas the proteins expression of TNKS is moderate to high in tumor groups vs normal in CC datasets. On the more, TNKS and its positively associated genes are found to be concomitant with several carcinogenesis related biological processes and signaling pathways. Further, three olive phytochemicals (apigenin, luteolin, and quercetin), which were shortlisted by employing filters like drug likeness and toxicity screening, molecular docking and finally molecular dynamics simulations, can target tankyrase 1. These ployphenols demonstrated cytotoxic effect in CC (HT-29) cells either alone or in combination. Further, these compounds successfully reduced {beta}-catenin level and its target genes (CCND1, CDK4, and MYC). Overall, inhibition of the Wnt/{beta}-catenin pathway by targeting tankyrase 1 was revealed as one of the anti-CC mechanisms of olive polyphenols.

Autori: Debdut Naskar, A. Sain, S. Barman, D. Khamrai, M. Srinivas, P. Singh, B. Simpi, M. Varshney

Ultimo aggiornamento: 2024-05-10 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.08.593091

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.08.593091.full.pdf

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia biorxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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