Comparison of curcumin-based chemotherapy-radiotherapy regimens containing paclitaxel, doxorubicin, or 10-hydroxycamptothecin in U87 glioma models

Hersenbrein, specifiek een type genaamd glioblastoom, is een geduchte tegenstander. Het is een agressieve ziekte waarbij tumorcellen zich verspreiden als wortels in gezond hersenweefsel, waardoor ze met alleen chirurgie bijna onmogelijk volledig te verwijderen zijn. Zelfs wanneer artsen het standaardprotocol volgen door zoveel mogelijk van de tumor te verwijderen en vervolgens bestraling en chemotherapie toe te passen, keert de kanker vaak terug. Dit komt omdat de tumorcellen taai zijn; ze kunnen de schade die straling veroorzaakt herstellen en verzetten zich tegen de medicijnen die bedoeld zijn om hen te doden. Wetenschappers zoeken al lang naar manieren om deze behandelingen effectiever te maken, vaak door een helpende stof toe te voegen die de verdediging van de kanker verzwakt. Eén zo'n helper is curcumine, de heldergele verbinding die in kurkuma wordt gevonden. Ho

Hoewel het een veelvoorkomend ingrediment in keukens is, hebben onderzoekers ontdekt dat het ook kankercellen gevoeliger kan maken voor behandeling, hoewel het ze niet op zichzelf doodt bij veilige doses. De grote vraag blijft: als we curcumine gebruiken om te helpen, met welk chemotherapie-medicijn moeten we het dan combineren om het beste resultaat te krijgen?

Een team van onderzoekers begon aan het beantwoorden van deze vraag door in een laboratoriumsetting die menselijke hersenkanker nabootst, drie verschillende combinaties te testen. Ze gebruikten een specifiek type hersentumorcel bekend als U87, die ze kweekden in petrischaaltjes en ook in muizen om te zien hoe de behandelingen werkten in een levend lichaam. De wetenschappers begonnen met het bepalen van de juiste hoeveelheid curcumine om te gebruiken—genoeg om de andere medicijnen te laten werken, maar niet zoveel dat het de cellen op zichzelf zou schaden. Ze besloten op een zeer kleine dosis, vijf microgram per milliliter, die de cellen op zichzelf nauwelijks beïnvloedde maar klaar was om als partner op te treden. Vervolgens koppelden ze deze curcumine aan drie bekende chemotherapie-medicijnen: paclitaxel, doxorubicine en 10-hydroxycamptothecine. Elk van deze medicijnen valt kanker op een andere manier aan. Paclitaxel stopt de cellen met delen door hun interne steigerwerk te bevriezen. Doxorubicine en 10-hydroxycamptothecine beschadigen beide het DNA in de cel, maar doen dit door te interfereren met verschillende enzymen die de genetische code beheren. Om het plaatje compleet te maken, voegden de onderzoekers een standaard dosis röntgenstraling toe, vergelijkbaar met wat een patiënt in een kliniek zou ontvangen, om te zien hoe de medicijnen en de straling samenwerkten.

De experimenten in de petrischaaltjes toonden aan dat hoewel alle drie de combinaties beter waren dan niets doen, ze niet allemaal even goed presteerden. De combinatie van curcumine, 10-hydroxycamptothecine en straling bleek het meest effectief in het stoppen van de groei en het overleven van de cellen. Deze specifieerke trio veroorzaakte het laagste aantal cellen dat na de behandeling in leven bleef en voorkwam de minste cellen in het vormen van nieuwe kolonies, wat een maatstaf is voor hun vermogen om zich voort te planten en te verspreiden. Het team volgde ook hoe de cellen bewogen en nieuwe gebieden binnendrongen, gedragingen die ervoor zorgen dat tumoren zich in het lichaam verspreiden. Hier ook weer, de mix van curcumine en 10-hydroxycamptothecine, wanneer gecombineerd met straling, was het sterkst in het tegenhouden van de cellen. De cellen in deze groep vertoonden ook de hoogste tekenen van zelfvernietiging, een proces genaamd apoptose, en hun interne klokken, die controleren wanneer ze delen, raakten het meest in de war. De andere twee combinaties, waarbij paclitaxel of doxorubicine betrokken was, hielpen wel, maar ze stopten de kankercellen niet zo grondig als de 10-hydroxycamptothecine-mix.

Om te zien of deze resultaten standhielden in een levend systeem, behandelden de onderzoekers muizen die menselijke hersentumoren onder hun huid hadden laten groeien. Ze gaven de muizen dagelijks curcumine, gevolgd door injecties met een van de drie medicijnen op specifieke dagen, en exposeerden de tumoren vervolgens twaalf uur later aan röntgenstraling. Over een periode van vijftien dagen groeiden de tumoren in de controlegroep, die geen behandeling kreeg, gestaag. In tegenstelling hiertoe groeiden de tumoren in alle drie de behandelde groepen veel langzamer. Echter, de muizen die de combinatie van curcumine en 10-hydroxycamptothecine ontvingen, hadden de kleinste tumoren aan het einde van de studie. Wanneer de onderzoekers de tumoren onder een microscoop bekeken, zagen de tumoren uit de meest succesvolle groep er het meest beschadigd uit, met tekenen van celsterfte en weefselafbraak. Belangrijk is dat de muizen niet in gewicht afnamen en dat hun belangrijke organen, zoals het hart, de lever en de nieren, er gezond uitzagen, wat suggereerde dat deze krachtige combinatie tijdens de korte behandelperiode geen voor de hand liggende schade toebracht aan de rest van het lichaam.

De studie concludeert dat hoewel curcumine als een nuttige partner voor chemotherapie en straling kan dienen, de keuze van het chemotherapie-medicijn er aanzienlijk toe doet. De onderzoekers vonden dat het medicijn 10-hydroxycamptothecine, wanneer gecombineerd met curcumine en straling, een respons creëerde die sterker was dan de andere twee geteste opties. Dit suggereert dat de specifieke manier waarop een medicijn het DNA van de kankercel beschadigt, anders interageert met straling en curcumine. De bevindingen beweren niet dat dit een genezing is voor hersenkanker, maar ze bieden een duidelijke richting voor toekomstig onderzoek. Door aan te tonen dat één specifieke combinatie de anderen zowel in celculturen als in levende dieren overtrof, biedt de studie een concreet pad voor wetenschappers om verder te onderzoeken, in de hoop deze laboratoriumsuccessen uiteindelijk te vertalen naar betere behandelingen voor patiënten.