I Indien och andra länder i Sydostasien, curcumin används ofta som krydda i matlagning, särskilt kyckling eller fisk. Det är känt för sin terapeutiska effekt och som ett sätt att döda bakterier som finns i rått kött. Nyligen, forskare har också upptäckt att curcumin, ett naturligt förekommande ämne isolerat från den långa växten Curcuma, vara ett effektivt medel för att döda cancerceller.

"Tills nu, dock, curcumin är vad vi inom läkemedelsvetenskapen kallar ett "falskt led" - det är terapeutiskt, men den fulla effekten kan inte utnyttjas eftersom den är dåligt löslig i vatten, " noterade Dipanjan Pan, en docent i bioteknik vid University of Illinois i Urbana-Champaign som leder Laboratory of Materials in Medicine.

"När du försöker leverera en drog, det kräver löslighet i vatten, annars rinner det inte genom blodomloppet, " lade Santosh Misra till, en postdoktor som arbetar med Pan.

Nyligen, dock, Pans laboratorium samarbetade med Peter Stang, chefredaktören för Journal of American Chemical Society, och framstående professor i kemi vid University of Utah om sätt att göra curcumin lösligt, leverera det till infekterade tumörer, och dödar cancerceller. Teamet har skapat ett sofistikerat metallocykliskt komplex med platina som inte bara har möjliggjort curcumins löslighet, men vars synergi har visat sig 100 gånger effektivare vid behandling av olika cancertyper som melanom och bröstcancerceller än att använda curcumin och platinamedel separat. De publicerade sina resultat i Proceedings of the National Academy of Sciences

"Det är en kombination av smart kemi och nanofällning som använder värdgästkemi, " Pan förklarade. "Vi vet att ett läkemedel kommer att binda till en viss "värdmolekyl" om den rätta fickan är närvarande. Vi har här visat att en pumpaformad makrocyklisk molekyl Cucurbituril på grund av sina monomera glykolurilbindningar, som attraherar curcumin, som binds och lossnar när den väl levereras till cellen. Det är nyckeln till att demonstrera effektiviteten av terapin och för att lösa ett långvarigt problem med curcumins olöslighet."

"För att göra det tillgängligt för systemet, det var nödvändigt att lägga curcumin i ett större komplex där det kan vara lösligt i vatten, ", sa Misra. "Detta komplex har en mycket unik förmåga att ta på sig olika former av material - från en sfärisk nanopartikel till längre långsträckta trådar av nanometerstorlek. I båda fallen, curcumin finns i systemet, vilket är viktigt för dess medicinska värde."

"Vi visste att platina är ett vanligt använda cancerterapeutiskt medel på kliniken, " sade Pan när han förklarade vägen till upptäckten. "Vi ville utnyttja den egenskapen också förutom curcumin. Våra resultat visar att curcumin fungerar helt i synk med platina och utövar synergistisk effekt för att visa anmärkningsvärda anticanceregenskaper."

Curcumin har visat sig förhindra fosforylering av STAT3, en välkänd signalväg som sätter igång tillväxten av cancerceller och låter dem överleva, i in vivo-studier. Platina-curcumin-kombinationen dödar cellerna genom att fragmentera dess DNA.

Även om forskarna bara har testat metoden för att leverera curcumin, dess bidrag till cancerbehandling kommer i slutändan också att komma från sannolikheten att metoden kommer att fungera även med andra läkemedel.

"I cancerterapi, en av de åtgärder som begränsar ett antal av läkemedlen är deras dåliga löslighet, ", sade Pan. "Viabilitet blir bara framträdande när läkemedlet blir lösligt i vatten. Så, oavsett hur läkemedlet ges, intravenöst eller oralt, det måste så småningom absorberas av organen i kroppen."

Pans team hoppas också kunna bevisa att denna metod kommer att vara effektiv för att döda cancerstamceller, i själva verket cancerns rotsystem.

"Mer och mer blir det uppenbart att cancerstamceller är ansvariga för att alla dessa cancerformer växer igen, " sa Pan. "Även om du dödar alla celler i tumören, det skulle finnas en liten population av celler med "stamness"-egenskaper som skulle kunna göra det möjligt för cancerceller att växa tillbaka och spridas till andra delar av kroppen. Det är därför även om en patient har förklarats cancerfri, läkare fortsätter att övervaka för att se om cellerna växer tillbaka. Dock, om vi kan ge terapi till cancerstamceller, vi kan förhindra att det händer. Som en pågående forskning i vårt laboratorium för att hitta medel för att stoppa tillväxten av cancerstamceller, vi kommer att undersöka att använda dessa mycket sofistikerade självmonterade metallacyklar för riktade terapier"