Iron overload, notably caused by hereditary hemochromatosis, is an excess storage of iron in various organs which cause tissue damage and may promote tumorigenesis. To manage that disorder, free iron depletion can be induced by iron chelators like deferoxamine which are gaining interest also in the cancer field since iron stock could be a potent target for managing tumorigenesis. Curcumin, a well-known active substance extracted from the turmeric rhizome, has shown to be destabilizing endoplasmic reticulum and secondarily lysozomes, increasing mitophagy/autophagy and subsequent apoptosis. Recent findings show that cells treated with curcumin exhibit also a decrease in ferritin, which is consistent with it′s chemical structure and iron chelating activity. Here we investigated how curcumin would play on the intracellular effects of iron overload via Fe-Nitriloacetic acid or Ferric ammonium citrate loading in Huh-7 cells and explore consequences in terms of antioxidant activity, autophagy, or apoptotic signal transduction. With T51B and RL-34 epithelial cells experiments, we brought evidence that curcumin-iron complexation abolishes both curcumin-induced autophagy and apoptosis together with the tumorigenic action of iron overload.

Curcumin, a major active component of turmeric (Curcuma longa, L.), is known to have various effects on both healthy and cancerous tissues. In vitro studies suggest that curcumin inhibits cancer cell growth by activating apoptosis, but the mechanism underlying the anticancer effects of curcumin is still unclear. Since there is a consensus about endoplasmic reticulum (ER) stress being involved in the cytotoxicity of many natural compounds, we investigated by Amnis® Imaging flow cytometry the mechanistic aspects of curcumin's destabilization of the ER, but also the status of the lysosomal compartment involved in curcumin-associated apoptosis. Curcumin induces ER stress thereby causing an unfolded protein response and calcium release which destabilize the mitochondrial compartment and induce apoptosis. These events are also associated with secondary lysosomal membrane permeabilization and activation of caspase-8, mediated by activation of cathepsins and calpains. We show that these lead to the generation of truncated tBid and disruption of mitochondrial homeostasis. These two pathways of different intensities and momentum converge towards an amplification of cell death that still needs to be studied in more detail. It has been suggested that it may be possible to exploit autophagy for cancer therapy. There is a complex interplay involving early autophagy as soon as mitochondria produce superoxide anions and hydrogen peroxide. Treatments with 10 μM to 20 μM curcumin induce autophagosome formation, while only early events of cell death are detectable. In the present study, curcumin-induced autophagy failed to rescue all cells since most cells underwent type II cell death following initial autophagic processes. However, a small number of cells blocked in the cell cycle escaped and were rescued to give rise to a novel proliferation phase.