Bazylea (LabNews Media LLC) – Naukowcy ze Szwajcarskiego Instytutu Nanonauki (SNI) na Uniwersytecie w Bazylei wykorzystali reakcję chemiczną, która nie występuje w naturze, aby aktywować leki bezpośrednio w guzie. To może sprawić, że leczenie raka będzie łagodniejsze i skuteczniejsze. Technologia ta opiera się na tzw. katalizie bioortogonalnej: sztuczne związki metali przekształcają nieszkodliwe prekursory leków (proleki) w ich aktywną formę tylko w pożądanym miejscu w organizmie. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie „Journal of the American Chemical Society” (DOI: 10.1021/jacs.6c14207).
Konwencjonalne chemioterapie często atakują nie tylko komórki nowotworowe, ale także zdrowe tkanki, co prowadzi do poważnych skutków ubocznych, takich jak wypadanie włosów i nudności. Zespół kierowany przez Thomasa Warda z Wydziału Chemii i SNI wykorzystuje zatem sztuczne związki metali jako katalizatory, które wiążą się specyficznie z komórkami nowotworowymi i przekształcają proleki bezpośrednio w substancję czynną w miejscu nowotworu. W swoich badaniach naukowcy zaprezentowali tzw. ekspansję pierścienia Büchnera, która przekształca zamaskowany lek w jego formę aktywną. Jest to możliwe dzięki specyficznemu katalizatorowi na bazie irydu, który selektywnie wiąże się z komórkami nowotworowymi.
Katalizator jest funkcjonalizowany inhibitorem białka nowotworowego hCA IX. Inhibitor działa jako marker docelowy, powodując selektywne wiązanie katalizatora z komórkami nowotworowymi, które wykazują nadekspresję hCA IX na swojej powierzchni. Po związaniu katalizatora z komórką nowotworową i dodaniu proleku uruchamiana jest kaskada reakcji: pierścień aromatyczny w proleku rozszerza się, uwalniając lek. Reakcja jest wysoce selektywna i działa nawet przy ekstremalnie niskich stężeniach. „W badaniu testowaliśmy tę metodę z epirubicyną, powszechnie stosowanym lekiem chemioterapeutycznym” – powiedział Damian Graf, który prowadził badania w ramach Szkoły Doktorskiej SNI. Dzięki połączeniu katalizatora z inhibitorem hCA IX, uwalnianie leku można było ograniczyć do komórek nowotworowych.
Według osób zaangażowanych w badania, wyniki otwierają drogę do nowej generacji terapii przeciwnowotworowych – bardziej precyzyjnych, łagodniejszych i mniej toksycznych. „W dłuższej perspektywie ta technologia może fundamentalnie zmienić leczenie raka” – powiedział Ward. Ponieważ katalizator można łączyć z różnymi substancjami czynnymi, proces ten oferuje dużą elastyczność. Może on również utorować drogę do dalszych zastosowań w chemii bioortogonalnej – rozwijającej się dziedzinie badań, która umożliwia przeprowadzanie reakcji chemicznych w organizmach żywych bez zakłócania procesów naturalnych. Kolejne kroki obejmują dodatkowe testy na modelach przedklinicznych, mające na celu przygotowanie metody do użytku klinicznego.
