Базель (LabNews Media LLC) – Исследователи из Швейцарского института нанонауки (SNI) при Базельском университете использовали химическую реакцию, не встречающуюся в природе, для активации лекарств непосредственно в опухоли. Это может сделать лечение рака более щадящим и эффективным. Технология основана на так называемом биоортогональном катализе: искусственные соединения металлов преобразуют безвредные предшественники лекарств (пролекарства) в их активную форму только в нужном месте организма. Исследование было опубликовано в «Журнале Американского химического общества» (DOI: 10.1021/jacs.6c14207).
Традиционные методы химиотерапии часто поражают не только раковые клетки, но и здоровые ткани, что приводит к серьезным побочным эффектам, таким как выпадение волос и тошнота. Поэтому группа исследователей под руководством Томаса Уорда из Департамента химии и SNI использует искусственные соединения металлов в качестве катализаторов, которые специфически связываются с опухолевыми клетками и преобразуют пролекарства непосредственно в активный препарат в месте локализации опухоли. В своем исследовании ученые представили так называемое расширение кольца Бюхнера, которое превращает замаскированный препарат в его активную форму. Это стало возможным благодаря специфическому катализатору на основе иридия, который избирательно связывается с опухолевыми клетками.
Катализатор функционализирован ингибитором опухолевого белка hCA IX. Ингибитор действует как целевой маркер, заставляя катализатор избирательно связываться с опухолевыми клетками, которые сверхэкспрессируют hCA IX на своей поверхности. После связывания катализатора с опухолевой клеткой и добавления пролекарства запускается каскад реакций: ароматическое кольцо в пролекарстве расширяется, высвобождая лекарство. Реакция обладает высокой селективностью и работает даже при чрезвычайно низких концентрациях. «В исследовании мы протестировали метод с препаратом эпирубицин, широко используемым химиотерапевтическим средством», — сказал Дамиан Граф, проводивший исследование в рамках аспирантуры SNI. Благодаря связыванию катализатора с ингибитором hCA IX, высвобождение лекарства можно было бы целенаправленно ограничить раковыми клетками.
По словам участников проекта, полученные результаты открывают двери для нового поколения методов лечения рака – более точных, щадящих и менее токсичных. «В долгосрочной перспективе эта технология может коренным образом изменить лечение рака», – сказал Уорд. Поскольку катализатор может сочетаться с различными активными ингредиентами, процесс отличается высокой гибкостью. Он также может проложить путь для дальнейшего применения в биоортогональной химии – быстро развивающейся области исследований, позволяющей проводить химические реакции в живых системах без нарушения естественных процессов. Следующие шаги включают дополнительные испытания на доклинических моделях для подготовки метода к клиническому применению.
