La vitamina C può combattere il cancro? Questa non è una voce che circola tra amici!

Autore: Han Xiao (Istituto di genomica di Pechino, Accademia cinese delle scienze)

L'articolo proviene dall'account ufficiale dell'Accademia delle Scienze (ID: kexuedayuan)

Di recente, un articolo di giornale intitolato "La vitamina C può essere utilizzata come potenziale piccola molecola per la terapia differenziata del cancro renale" ha scioccato l'opinione pubblica~~Cosa? Mangiare un'arancia può aiutare a curare il cancro al rene? A cosa serve esattamente la vitamina C?

Vitamina C: un dono

Tutto inizia con i vantaggi intrinseci della vitamina C (vitamina C, di seguito denominata Vc). La vitamina C è un nutriente essenziale nella nostra vita quotidiana. Datteri freschi, kiwi, pompelmo, peperone verde, pomodoro, fragola, cetriolo, agrumi, ecc. sono ricchi di vitamina C. Può migliorare la funzione immunitaria del corpo, l'antiossidazione e ha anche effetti di bellezza~

Formula chimica della vitamina C (Fonte: Internet)

Nel 1970, il premio Nobel e biochimico Linus Pauling pubblicò un articolo in cui affermava che la vitamina C può essere utilizzata per prevenire e curare il cancro. In seguito, in molti si fecero avanti per mettere in dubbio il talento di Vc, e la questione finì per essere al centro di polemiche. Tuttavia, la ricerca sulla relazione tra vitamina C e tumori non si è mai fermata.

Secondo le ricerche esistenti, il motivo principale per cui la vitamina C può inibire le cellule tumorali è che produce specie reattive dell'ossigeno (ROS) attraverso reazioni redox, che a loro volta uccidono le cellule tumorali. Negli studi clinici, questo risultato può essere ottenuto somministrando ai pazienti iniezioni endovenose ad alto dosaggio, mentre è difficile ottenere la stessa concentrazione del farmaco nel sangue tramite la semplice somministrazione orale. Questo è anche il motivo per cui Pauling riuscì inizialmente a proporre l'idea dell'effetto antitumorale della vitamina C, ma non riuscì a riprodurla negli studi successivi.

L'attuale ricerca antitumorale Vc si basa principalmente sull'uccisione diretta delle cellule tumorali, che sostanzialmente non è diversa dalla radioterapia, dalla chemioterapia e dalla successiva terapia mirata al tumore. Esiste quindi un modo per non uccidere direttamente le cellule tumorali, ma "addomesticarle" e indebolirne il fenotipo maligno? Si può dire che la ricerca che voglio presentarvi oggi abbia aperto le porte a un mondo nuovo.

La vitamina C a basso dosaggio può combattere il cancro ai reni!

Sappiamo che i malati di cancro hanno una carenza di vitamina C nel loro organismo. Pertanto, gli scienziati hanno utilizzato Vc e il suo derivato, il fosfato di magnesio (questo derivato è più stabile) a concentrazioni fisiologiche (la concentrazione plasmatica di Vc nelle persone sane è di circa 100 μM) per trattare linee cellulari di cancro renale e hanno scoperto che l'attività di un enzima demetilante il DNA Tets nelle cellule aumentava, aumentando così il livello di 5-idrossimetilcitosina (5hmC), una modifica del DNA. Inoltre, questo trattamento a basso dosaggio ha inibito in una certa misura la crescita e la migrazione delle cellule tumorali!

Quali strategie ha utilizzato Vc per combattere con successo il cancro al rene? Si è scoperto che nel carcinoma renale a cellule chiare, la 5hmC è universalmente sottoregolamentata nelle cellule tumorali rispetto alle cellule normali, il che è strettamente correlato alla prognosi sfavorevole del paziente. L'enzima Tets può ossidare 5mC per produrre 5hmC e il trattamento continuo a lungo termine con basse dosi di Vc può aumentare l'attività dell'enzima Tets, aggiungere ulteriori modifiche 5hmC al DNA, riprogrammare la sua struttura epigenetica e ridurre la malignità del tumore. Allo stesso tempo, questo metodo di trattamento a basso dosaggio ha pochi effetti collaterali tossici sulle cellule.

Quindi questo approccio funziona anche in vivo? In successivi esperimenti sugli animali, gli scienziati hanno scoperto che gli stessi risultati potevano essere ottenuti nei tumori trapiantati su topi nudi (tumori trapiantati artificialmente su topi immunodeficienti) e nelle cellule primarie coltivate di pazienti con carcinoma renale primario a cellule chiare: i livelli di 5hmC aumentavano e la malignità delle cellule tumorali diminuiva.

Diagramma schematico dei tumori inibitori della vitamina C (Fonte: Il ripristino della 5-idrossimetilcitosina mediante ascorbato riduce la crescita del tumore renale)

I segreti antitumorali della vitamina C: riprogrammazione epigenetica e trascrizionale

Naturalmente, oltre a risultati sperimentali così evidenti e gratificanti, gli scienziati hanno anche integrato e analizzato i dati del sequenziamento. Il sequenziamento immunoprecipitativo del DNA metilato (hMeDIP-seq) viene utilizzato per rilevare i livelli di 5hmC nel DNA; La tecnologia di immunoprecipitazione della cromatina H3K27ac (immunoprecipitazione della cromatina, ChIP-seq) viene utilizzata per identificare super-potenziatori in grado di migliorare significativamente l'espressione genica. I super enhancer sono una serie di sequenze regolatrici sul DNA. Grazie a loro, i geni corrispondenti verranno attivati ​​in modo anomalo e trascritti in modo efficiente. Analizzando i dati hMeDIP-seq delle linee cellulari del cancro renale trattate con Vc e i suoi derivati ​​a concentrazioni fisiologiche, gli scienziati sono stati in grado di scoprire chiaramente il modello di riprogrammazione epigenetica del DNA 5hmC, che era più simile a quello delle cellule sane.

Dopo il trattamento con Vc, il modello 5hmC delle cellule del cancro renale è più vicino alla distribuzione 5hmC delle cellule dei tessuti normali (Fonte: Il ripristino della 5-idrossimetilcitosina mediante ascorbato riduce la crescita del tumore renale)

Quindi, in che modo questo 5hmC sembra facilitare l'alleviamento dei sintomi del cancro al rene? Un'ulteriore verifica mediante sequenziamento ChIP-seq ha rivelato che nelle cellule tumorali renali trattate con Vc e i suoi derivati ​​per lungo tempo, le aree sovraregolate di 5hmC apparivano principalmente nelle regioni potenziatrici, in particolare nei super potenziatori correlati al tessuto renale. I geni regolati da questi super-potenziatori sono concentrati principalmente nel percorso di segnalazione HIF, che è strettamente correlato all'insorgenza del carcinoma renale a cellule chiare. In altre parole, Vc potrebbe svolgere un ruolo antitumorale regolando i super-potenziatori correlati al tessuto renale attraverso modifiche nella modificazione di 5hmC. Le modifiche nel DNA 5hmC portano infine a modifiche nell'espressione genica.

Attraverso i risultati di queste analisi dei dati, possiamo scoprire che Vc e i suoi derivati ​​possono indurre la riprogrammazione 5hmC nelle cellule tumorali renali e modificare lo stato di differenziazione delle cellule tumorali renali. Nel complesso, la vitamina C riporta le cellule tumorali renali al loro stato originale, impedendo loro di svilupparsi in modo incontrollato e di causare danni ovunque.

Prospettive future

Questo studio estremamente significativo ha confermato per la prima volta nelle cellule del cancro renale che Vc può aumentare il livello di 5hmC promuovendo l'attività dell'enzima Tets, riprogrammando il DNA a uno stato "normale", invertendo così il fenotipo maligno delle cellule del cancro renale ed esercitando un effetto antitumorale. Questa scoperta non solo fornisce nuove idee e potenziali nuove strategie per il trattamento del cancro renale, ma fornisce anche le ultime prove dell'importante ruolo dell'epigenetica nel trattamento dei tumori.

Questo risultato è stato portato a termine dal gruppo di ricerca di Ci Weimin del Beijing Genomics Institute dell'Accademia cinese delle scienze e dal gruppo di ricerca di Zhou Liqun del Peking University First Hospital, ed è stato pubblicato online sulla rivista EMBO Reports con il titolo "Il ripristino della 5-idrossimetilcitosina mediante ascorbato riduce la crescita del tumore renale". Per questa ricerca è stato depositato un brevetto. Nel frattempo, è stato avviato presso istituzioni cooperative uno studio prospettico sulla combinazione di Vc e farmaci mirati per il trattamento del carcinoma renale a cellule chiare, che mostra prospettive favorevoli per l'uso di Vc e dei suoi derivati ​​in futuri trattamenti clinici, da soli o in combinazione con trattamenti mirati per il carcinoma renale a cellule chiare.