Un articolo di revisione pubblicato sulla rivista Antiossidanti fornisce una panoramica dettagliata delle strategie basate sulle nanoparticelle per migliorare la biodisponibilità e la bioattività della curcumina.

Studio: Migliorare la biodisponibilità e la bioattività della curcumina per la prevenzione e il trattamento delle malattie. Credito di immagine: Microgen/Shutterstock

sfondo

La curcumina, il principale composto bioattivo della curcuma, è un polifenolo presente in Curcuma longa radici. Questo composto ha numerosi benefici per la salute, tra cui proprietà antitumorali, antiossidanti, antinfiammatorie, antiobesità, antidiabetiche, antimicrobiche, cicatrizzanti e ipolipemizzanti.

La curcumina ha una bassa biodisponibilità negli organi umani e viene rapidamente convertita in una serie di metaboliti bioattivi dopo l’assorbimento intestinale. Polvere di curcuma essiccata preparata da Curcuma longa le radici contengono circa il 2-5% di curcumina.

La curcumina consumata attraverso fonti alimentari è sufficiente per avere un impatto sul microbiota intestinale. Tuttavia, a causa del rapido metabolismo, la concentrazione di curcumina intatta nella circolazione diventa molto bassa (concentrazioni submicromolari), il che è insufficiente per innescare la segnalazione cellulare e l’espressione genica, come osservato in in vitro studi con cellule in coltura.   

Esempi di sistemi di nano-consegna della curcumina.

Strategie per aumentare la biodisponibilità della curcumina

La curcumina alimentare viene assorbita in modo inefficiente attraverso l’epitelio intestinale e subisce un rapido metabolismo ed eliminazione sistemica. In una soluzione acquosa con pH neutro si forma lo stato enolico della curcumina, che riduce la stabilità della curcumina.

Sono state sviluppate diverse nanoformulazioni per aumentare la concentrazione di curcumina nella circolazione nonché in cellule, tessuti e organelli specifici. Queste nanoformulazioni sono state progettate per aumentare la solubilità della curcumina, migliorare la stabilità durante l'assorbimento gastrointestinale, alterare le vie di assorbimento e inibire gli enzimi di disintossicazione utilizzando adiuvanti.

L’ultima generazione di nanoformulazioni di curcumina può aumentare la biodisponibilità della curcumina libera nel plasma di oltre 100 volte e migliorare l’assorbimento, l’assorbimento cellulare, la permeabilità attraverso la barriera emato-encefalica e la distribuzione nei tessuti.

I fattori che migliorano la biodisponibilità della curcumina includono composizione, dimensione e via di somministrazione delle nanoparticelle. È stato scoperto che i preparati di curcumina con nanoparticelle di dimensioni più piccole aumentano la biodisponibilità se somministrati per via orale. Al contrario, è stato scoperto che le nanoparticelle di dimensioni maggiori aumentano la biodisponibilità se somministrate per via endovenosa.

Le nanoformulazioni di curcumina possono indurre la senescenza nelle cellule maligne e normali, trattando così efficacemente vari tipi di cancro e malattie legate all’età, comprese malattie cardiometaboliche, malattie neurodegenerative e malattie del fegato, dei polmoni e del tratto gastrointestinale.

Per quanto riguarda la modalità d’azione, le prove esistenti indicano che la curcumina agisce come un composto antiossidante e antinfiammatorio per ridurre la produzione di specie reattive dell’ossigeno (ROS) e modulare la segnalazione cellulare e l’espressione genica correlata alle vie infiammatorie. Queste attività lavorano in sinergia per mantenere l'omeostasi delle macromolecole cellulari (proteine, DNA e lipidi).

Queste attività possono essere aumentate incorporando la curcumina in formulazioni a base di nanoparticelle, come la curcumina polimerica-bioperina-PLGA. È noto che l’isomerizzazione della curcumina in curcumina cis-trans aumenta la sua capacità di legarsi ai recettori dell’adenosina. L’incorporazione della curcumina cis-trans nelle nanoformulazioni è considerata una valida strategia per aumentarne le proprietà terapeutiche efficacia contro le malattie infiammatorie.        

Per quanto riguarda il profilo di sicurezza, recenti studi clinici indicano che la maggior parte delle nanoformulazioni di curcumina sono ben tollerate e sicure per l’uso negli esseri umani.

Attività antimicrobiche

È noto che la curcumina esercita un effetto antimicrobico contro i batteri Gram-positivi e Gram-negativi e questa attività è benefica per applicazioni topiche contro le infezioni della pelle e per applicazioni orali e intestinali. Inoltre, la curcumina può prevenire indirettamente le infezioni inibendo la crescita batterica negli alimenti. 

Le attività antimicrobiche della curcumina possono essere migliorate incorporandola in nanoformulazioni. La somministrazione di curcumina con altri composti, come antibiotici, miele o altri polifenoli, può anche aumentare le sue attività antimicrobiche e inibitorie del biofilm.

Effetti delle nanoformulazioni di curcumina nel tratto gastrointestinale  

È stato scoperto che diversi sistemi basati sulla nanotecnologia, come micelle, liposomi, esosomi, complessi fosfolipidici, nanoemulsioni, trasportatori lipidici nanostrutturati e nanoparticelle biopolimeriche, aumentano la biodisponibilità della curcumina orale.

È stato scoperto che la curcumina nanoparticella chiamata “Theracurmin” sopprime la colite nei topi modulando il microbiota intestinale. Il miglioramento della composizione del microbiota intestinale è stato ottenuto anche utilizzando l’estratto di curcumina con nanobolle. È stato scoperto che la curcumina caricata con trasportatori lipidici nanostrutturati riduce l’infiammazione del colon negli animali.

È stato scoperto che l’incorporazione della curcumina nei liposomi aumenta la sua attività antitumorale migliorando l’assorbimento gastrointestinale. Inoltre, è stato scoperto che la somministrazione di curcumina con altri composti bioattivi, come piperina e salsalato, aumenta la biodisponibilità e la bioattività della curcumina.

Effetti delle nanoformulazioni di curcumina nel fegato e nel tessuto adiposo  

È stato scoperto che le nanoformulazioni di curcumina con adiuvanti, come piperina e quercetina, ne aumentano significativamente la biodisponibilità e la bioattività. È stato scoperto che vari sistemi di rilascio basati sulla nanotecnologia, come micelle, liposomi, nanoparticelle polimeriche, metalliche e lipidiche solide, aumentano la biodisponibilità della curcumina.

Le proprietà antinfiammatorie, antiossidanti e antifibrotiche della curcumina la rendono un potenziale composto terapeutico per le malattie del fegato. Nelle malattie del fegato, è stato scoperto che le nanoformulazioni di curcumina aumentano la sua efficacia terapeutica aumentando la solubilità, la biodisponibilità e la permeabilità della membrana della curcumina e migliorandone la farmacocinetica, la farmacodinamica e la biodistribuzione.   

Effetti delle nanoformulazioni di curcumina sul sistema cardiovascolare   

È stato scoperto che la curcumina incapsulata in nanoparticelle di carbossimetil chitosano coniugate a un peptide homing specifico per i miociti aumenta la biodisponibilità cardiaca della curcumina. È stato inoltre scoperto che la formulazione migliora la funzione cardiaca riducendo l'espressione di geni marcatori di ipertrofia e di mediatori apoptotici.

È stato scoperto che diverse nanoformulazioni di curcumina, come nanocapsule a base di acido ialuronico, nanoparticelle incapsulate in PLGA o sistemi di nanoemulsione, aumentano la solubilità acquosa della curcumina e successivamente prevengono l'ipertensione negli animali. Simili effetti cardioprotettivi sono stati osservati utilizzando nanoparticelle a base di polimeri di nanocurcumina e nanoparticelle di acido polilattico a base di curcumina e nisina. È stato scoperto che queste formulazioni prevengono il danno miocardico e migliorano le funzioni del muscolo cardiaco.

Effetti delle nanoformulazioni di curcumina sul cervello   

È stato scoperto che la curcumina complessata con i galattomannani ha una migliore permeabilità della barriera ematoencefalica e una maggiore efficacia nel prevenire la neuroinfiammazione, l’ansia, l’affaticamento e la perdita di memoria sia negli esseri umani che negli animali.

È stato scoperto che i liposomi carichi di curcumina esercitano effetti anti-amiloidogenici e antinfiammatori in modelli animali e cellulari della malattia di Alzheimer. Le attività preventive della curcumina contro la malattia di Alzheimer sono associate alla sua capacità di ridurre la produzione di beta-amiloide e l'aggregazione di tau, che sono le principali caratteristiche della malattia di Alzheimer.   

Tuttavia, studi clinici condotti su pazienti con malattia di Alzheimer da lieve a moderata non sono riusciti a trovare alcun effetto benefico della curcumina nel ridurre i biomarcatori della malattia e nel migliorare le funzioni cognitive.

Un recente studio clinico condotto su adulti non dementi, d’altra parte, ha dimostrato che il trattamento orale con curcumina può migliorare la memoria e ridurre l’accumulo di amiloide e tau nell’amigdala e nell’ipotalamo.   

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• Fonte: https://www.news-medical.net/news/20240317/Nanoparticles-turbocharge-turmerics-curcumin-for-enhanced-health-benefits.aspx