Базель (LabNews Media LLC) – Дослідники Швейцарського інституту нанонауки (SNI) Базельського університету використали хімічну реакцію, яка не відбувається в природі, для активації ліків безпосередньо в пухлині. Це може зробити лікування раку більш щадним та ефективним. Технологія базується на так званому біоортогональному каталізі: штучні металеві сполуки перетворюють нешкідливі попередники ліків (проліки) в їх активну форму лише в потрібному місці в організмі. Дослідження було опубліковано в «Journal of the American Chemical Society» (DOI: 10.1021/jacs.6c14207).
Традиційні хіміотерапії часто атакують не лише ракові клітини, а й здорові тканини, що призводить до серйозних побічних ефектів, таких як випадіння волосся та нудота. Тому команда під керівництвом Томаса Ворда з кафедри хімії та SNI використовує штучні металеві сполуки як каталізатори, які специфічно зв'язуються з пухлинними клітинами та перетворюють проліки безпосередньо на активний препарат у місці пухлини. У своєму дослідженні дослідники представили так зване розширення кільця Бюхнера, яке перетворює замаскований препарат на його активну форму. Це стало можливим завдяки специфічному каталізатору на основі іридію, який вибірково зв'язується з пухлинними клітинами.
Каталізатор функціоналізований інгібітором пухлинного білка hCA IX. Інгібітор діє як цільовий маркер, змушуючи каталізатор вибірково зв'язуватися з пухлинними клітинами, які надмірно експресують hCA IX на своїй поверхні. Після того, як каталізатор зв'язується з пухлинною клітиною та додається проліки, запускається каскад реакцій: ароматичне кільце в проліках розширюється, вивільняючи препарат. Реакція є високоселективною та працює навіть при надзвичайно низьких концентраціях. «У дослідженні ми протестували метод з препаратом епірубіцином, поширеним хіміотерапевтичним засобом», — сказав Даміан Граф, який проводив дослідження в рамках аспірантської школи SNI. З'єднуючи каталізатор з інгібітором hCA IX, вивільнення препарату може бути цілеспрямовано обмежене раковими клітинами.
За словами учасників дослідження, результати відкривають двері до нового покоління методів лікування раку – точніших, щадніших та менш токсичних. «У довгостроковій перспективі ця технологія може фундаментально змінити лікування раку», – сказав Ворд. Оскільки каталізатор можна поєднувати з різними активними інгредієнтами, процес пропонує високу гнучкість. Це також може прокласти шлях для подальшого застосування в біоортогональній хімії – зростаючій галузі досліджень, яка дозволяє проводити хімічні реакції в живих системах, не порушуючи природних процесів. Наступні кроки включають додаткові випробування на доклінічних моделях для підготовки методу до клінічного використання.
