Jeffrey Rimer, professore associato di ingegneria chimica presso l’Università di Houston, è stato autore principale dello studio, pubblicato l’8 agosto nell’edizione online di Nature. Il lavoro offre la prima prova che il composto idrossicitrato (HCA) è un efficace inibitore della crescita dei cristalli di ossalato di calcio che, in determinate condizioni, è effettivamente in grado di sciogliere questi cristalli. I ricercatori spiegano anche come funziona.
I risultati sono il risultato di una combinazione di studi sperimentali, studi computazionali e studi umani, ha detto Rimer.
I calcoli renali sono piccoli, duri depositi minerali che si formano all’interno dei reni, che colpisce fino al 12% degli uomini e il sette per cento delle donne. Alta pressione sanguigna, diabete e obesità possono aumentare il rischio, e l’incidenza segnalata è in aumento.
Il trattamento preventivo non è cambiato molto negli ultimi tre decenni. I medici dicono ai pazienti che sono a rischio di sviluppare calcoli di bere molta acqua ed evitare cibi ricchi di ossalato, come rabarbaro, okra, spinaci e mandorle. Spesso raccomandano di prendere il citrato (CA), sotto forma di citrato di potassio, un integratore che può rallentare la crescita dei cristalli, ma alcune persone non sono in grado di tollerare gli effetti collaterali.
Il progetto è cresciuto dal lavoro preliminare fatto dal collaboratore John Asplin, un nefrologo presso Litholink Corporation, che ha suggerito HCA come un possibile trattamento. HCA è chimicamente simile a CA ed è disponibile anche come integratore alimentare.
“HCA mostra la promessa come una potenziale terapia per prevenire i calcoli renali,” hanno scritto i ricercatori. “HCA può essere preferito come terapia sopra CA (citrato di potassio).”
Oltre a Rimer e Asplin, gli autori del documento includono Giannis Mpourmpakis e il suo studente laureato, Michael G. Taylor, dell’Università di Pittsburgh; Ignacio Granja di Litholink Corporation, e Jihae Chung, uno studente laureato UH lavorando nel laboratorio di Rimer.
Gli studi testa a testa di CA e HCA hanno determinato che mentre entrambi i composti inibiscono la crescita dei cristalli di ossalato di calcio, HCA era più potente e mostrava qualità uniche che sono vantaggiose per lo sviluppo di nuove terapie.
Il team di ricercatori ha poi utilizzato la microscopia a forza atomica, o AFM, per studiare le interazioni tra i cristalli, CA e HCA in condizioni di crescita realistiche. Secondo Rimer, la tecnica ha permesso loro di registrare la crescita dei cristalli in tempo reale con una risoluzione quasi molecolare.
Chung ha notato che le immagini AFM hanno registrato il cristallo effettivamente restringersi quando esposto a concentrazioni specifiche di HCA. Rimer sospettava che la scoperta iniziale fosse un’anomalia, poiché è raro vedere un cristallo dissolversi effettivamente in soluzioni di crescita altamente supersature. Gli inibitori più efficaci riportati in letteratura semplicemente impediscono al cristallo di crescere.
Si è scoperto che la scoperta iniziale di Chung era corretta. Una volta confermata la possibilità di sciogliere i cristalli in soluzioni supersature, i ricercatori hanno cercato di spiegare perché ciò avvenisse.
Mpourmpakis e Taylor hanno applicato la teoria funzionale della densità (DFT) – un metodo computazionale molto accurato usato per studiare la struttura e le proprietà dei materiali – per capire come HCA e CA si legano al calcio e ai cristalli di ossalato di calcio. Hanno scoperto che l’HCA ha formato un legame più forte con le superfici dei cristalli, inducendo una tensione che è apparentemente alleviato dal rilascio di calcio e ossalato, portando alla dissoluzione dei cristalli.
HCA è stato anche testato in soggetti umani, come sette persone hanno preso il supplemento per tre giorni, permettendo ai ricercatori di determinare che HCA viene escreto attraverso le urine, un requisito per il supplemento di lavorare come un trattamento.
Mentre Rimer ha detto la ricerca ha stabilito le basi per progettare un farmaco efficace, domande rimangono. Sicurezza a lungo termine, dosaggio e ulteriori studi umani sono necessari, ha detto.
“Ma i nostri risultati iniziali sono molto promettenti”, ha detto. “Se funziona in vivo, simile alle nostre prove in laboratorio, l’HCA ha il potenziale per ridurre il tasso di incidenza delle persone con malattia renale cronica.